KR20030093525A - 인너라이너 고무조성물 - Google Patents

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이영득
권동은
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Abstract

본 발명은 승용차용 튜브레스 레디얼 타이어의 인너라이너에 적합한 고무조성물로서 타이어의 중량감소, 원가절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 고무조성물에 관한 것으로써, 입자경이 큰 카본블랙을 종래 대비 2배 이상의 배합량으로 작용의 결과로 내공기투과도의 향상에 의한 인너라이너 두께감소 뿐 아니라 제조원가의 절감 및 생산성의 향상효과를 갖는 타이어 인너라이너용 고무조성물에 관한 것이다.

Description

인너라이너 고무조성물{Inner liner rubber composition}
본 발명은 승용차 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 승용차용 튜브레스 레디얼 타이어의 인너라이너에 적합한 고무조성물로서 타이어의 중량감소, 원가절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 고무조성물에 관한 것이다.
고속주행용 튜브레스 래디얼 타이어의 급속한 보급과 함께 고속에서 주행 및 조정 안정성 확보, 환경영향 관련 자동차의 연비특성 개선을 위해서 타이어의 경량화 및 타이어 트레드의 회전저항 감소가 필수적인 요소로 등장하였다.
그러나, 경량화를 위해서는 자동차에 사용되는 부품을 교체하거나 환경친화적 소재로 대체하여야 하며, 타이어 측면에서는 고무조성물에 사용되는 원재료의 대체 및 타이어 가종 부위의 두께감소를 통한 경량화가 이루어져야 한다.
특히, 인너라이너는 과거 튜브타입에서 튜브레스 타이어로 전환되면서 주행중 타이어의 공기압을 유지하는 중요한 부분으로서, 적정 공기압을 주행 및 보관중에 장시간 사용해야 하는데, 일반적으로 타이어용 인너라이너 고무는 주로 할로겐화부틸고무(Halogenated butyl rubber)가 단독으로 사용되거나 또는 천연고무와 블랜딩되어 사용된다. 사용되는 카본블랙은 주로 GPF(N660) 또는 SRF(N774)이며, 배합량은 고무성분 100 중량부 기준으로 50-70 중량부이다.
그러나, 상기와 같은 카본블랙은 타이어의 경량화 및 생산성 향상을 위한 인너라이너의 두께감소는 공기 투과도 증가를 유발하여 타이어 성능이 하락하는 문제점이 있다.
본 발명은 입자경이 큰 카본블랙을 종래 대비 2배 이상의 배합량으로 작용함으로써 내공기투과도의 향상에 의한 인너라이너 두께감소 뿐 아니라 제조원가의 절감 및 생산성의 향상효과를 갖는 타이어 인너라이너용 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명의 재료로 사용된 카본블랙은, 타이어의 승용차용 타이어의 인너라이너에 사용되는 현용 카본블랙(N550)의 표면적 I2NO가 43㎎/g, CDBP가 32㎎/g이며 구조가 121㎎/100g 임에 비하여 볼 때, 입자 크기가 33㎎/g, CDBP가 32㎎/g이며 구조가 32㎎/100g 로서 매우 크고 구조가 덜 발달한 하이로딩(High Loading)이 가능한 재료이다.
본 발명은 할로겐화 부틸고무 70~90phr과 천연고무 10~30phr로 혼성되는 고무성분 100phr에 대하여 상기의 하이로딩 카본블랙을을 배합하는 것을 특징으로 하는 타이어 인너라이너용 고무조성물이다.
상기의 카본블랙의 배합량은 원료고무 100 phr에 대하여 110 phr~130 phr 인 것이 바람직하다. 110 phr 미만 사용하면 내공기 투과도 특성이 낮아지고 게이지 다운(gauge down)의 효과가 적어지는 문제가 있고, 130 phr 초과하여 사용하면 원료고무와 카본블랙의 친화력을 감소시키며, 점도를 하락시키는 문제가 있기 때문이다.
다음의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
[실시예]
본 발명의 고무조성물은 할로겐화 부틸고무 70~90phr과 천연고무 10~30phr로 이루어진 고무성분 100phr에 대하여, N550 60phr를 가지고 평가한 시험물과, N660과 N990을 블랜딩하여 배합시킨 시험물과, 하이로딩 카본블랙을 100phr과 배합하여 평가한 시험물과, 하이로딩 카본블랙을 120phr을 배합하여 평가한 시험물을 비교하면서 물성에 대한 평가를 실시하였다.
따라서, 본 발명은 내피로도, 분산, 내공기투과도 특성에 영향을 미치며 본 발명에 사용된 카본블랙에 대한 중합체(Polymer)와의 친화도(affinity)를 측정함으로써 타이어 성능향상 정도를 측정키 위함이다.
표 1. 접착특성(Colloidal Properties)
Unit N550 N660 N990 High Loading black
Iodine Adsorption ㎎/g 43 36 11 33
CATB ㎎/g 42 - 9 32
DBP Absorption ㎖/100g 121 91 45 32
표 2. 카본블랙의 배합방법(Recipe 특성)
Unit Ver. 1 Ver. 2 Ver. 3 Ver. 4
M/B phr N550 60 N660 30N990 80 100 120
표 3. 특성시험 결과
항목 Ver. 1 Ver. 2 Ver. 3 Ver. 4
RHEO TEST TEMP(℃) 160 160 160 160
TOQ(MAX) 24.4 25.1 22.5 23.9
TOX(MIN) 9.6 9.0 8.0 8.4
T40 6.4 6.54 6.28 6.27
T90 16.94 17.07 16.28 16.68
EC 18.63 18.78 17.91 18.35
MOONEY Viscosity@125℃ 45.84 41.19 34.24 37.56
T05 10.67 10.80 11.33 10.67
T35 20.80 20.27 20.67 20.13
Viscosity@100℃ 62.0 57.4 50.6 55.4
TENSILE Initial INIT INIT INIT INIT
HARD'S 57 56 51 55
M-100% 199.9 19.5 15.6 18.3
M-300% 73.4 74.7 61.4 70.7
T.S. 93.8 88.5 89.9 88.0
E.B. 389.3 366.4 415.8 369.0
Aging T-24 T-24 T-24 T-24
HARD'S 58 57 50 57
M-100% 21.5 21.5 16.7 20.2
M-300% 74.6 76.2 63.2 75.9
T.S. 89.2 82.9 84.1 84.4
E.B. 370.1 332.4 394.1 338.8
하이로딩블랙(High loading black)은 현용과 비교해 Cure time, Cure rate는 유사한 결과치를 보여주지만 전체적인 토크가 약간 낮아지는 경향을 보이며, 점도 또한 낮아짐으로써 공정성 개선 효과가 예상된다.
카본블랙을 high loading한 결과 100phr을 초과한 120phr과 비교해 볼때 Hihg loading 한 양이 더 큰 경우에 N550과 비교시 비슷한 물성치를 유지하면서N660과 N990을 혼합해 제조한 시험물보다 훨씬 우수하며 Rheo trend, Viscosity는 N550에 가까운 결과를 나타내었다. 따라서 이에 따른 비용감소와 중량절감을 가져오게 될 것으로 기대된다.
또한, 인장물성은 High loading black이 120phr일 경우 100phr보다 더 우수하며, 경도는 120phr이 100phr보다 우수한 결과를 보인다.
본 발명의 카본블랙의 블랜딩에 의한면 기존 타이어의 물성을 유지, 향상시키면서 비용감소와 중량절감을 가져오게 될 것으로 기대된다.

Claims (1)

  1. 승용차 타이어용 인너라이너 고무조성물에 있어서,
    할로겐화 부틸고무 70~90phr과 천연고무 10~30phr로 혼성되는 고무성분 100phr에 대하여 입자 크기가 33㎎/g, CDBP가 32㎎/g이며 구조가 32㎎/100g인 카본블랙을 110 phr~130 phr 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 인너라이너 고무조성물.
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